PLC (Programlanabilir Kontrol Cihazı) TABANLI SİSTEMLERİN İNTERNET ÜZERİNDEN İZLENMESİ Derya Birant, Alp Kut Dokuz Eylül Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü
İÇERİK Giriş PLC nedir? PLC lerin Uygulama Alanları PLC lerin Yapısı PLC lerin Avantajları PLC ile Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesi PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model PLC PC İletişim Çözümleri Sonuçlar ve Gelecekteki Çalışmalar
Giriş PLC ler 80 li yıllardan sonra küçülüp yetenekleri ise aynı oranda artan kontrol cihazlarıdır. İnsan hatalarını engellemek için tasarlanmışlardır. Üretim elemanlarında oluşacak hataları denetlemek için kullanılması kaçınılmazdır. Önceleri belirli bir üretim sahasında denetim amacı ile kullanılmışlardır. Günümüzde gelişen iletişim teknolojisi ile artık başka yerlerde yapılan PLC süreç denetimleri, farklı yerlerden izlenip denetlenebilir.
PLC Nedir? (I) PLC (Programmable Logic Controller Programlanabilir Kontrol Cihazı) algılayıcılardan aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve iş elemanlarına aktaran bir mikro işlemci tabanlı bir cihazdır.
PLC Nedir? (II) Endüstriyel bir ortamda görev yapmak üzere tasarlanmış digital prensiplere göre çalışan elektronik bir cihazdır.
PLC lerin Uygulama Alanları (I) Fırınların kontrolü Enerji dağıtım kontrolü Üretim otomasyonu (gıda sanayi, kimya sanayi, gibi) Asansör kontrolü (ağırlık sensörleri) Motor ve vanaların açık / kapalı konumlarının ve arıza durumlarını kontrolü Arızalanan bir pompanın yerine yedek olan pompanın otomatik olarak devreye girmesi Motorların belirli zaman aralıklarında yedekleri ile değiştirilerek dinlendirilmesi
PLC lerin Uygulama Alanları (II) Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar
Sıra Denetimi ile İlgili Uygulamalar Yapılacak işlerin belirli bir sırayla yapılmasını denetler. Örneğin Asansörlerin hangi katlara hangi sırayla uğrayacağının denetleme Bir üretim bandında belirli bir konumda çalışan makinelerin sırasını belirleme
Hareket Denetimi ile İlgili Uygulamalar Doğrusal ve döner hareket denetimi sağlar. Örneğin Metal kesme Metal şekillendirme Montaj makinelerinde denetim sağlama
Süreç denetimi ile İlgili Uygulamalar Sıcaklık Basınç Nem Hız Debi gibi parametrelerin denetlenmesini gerektiren uygulamalarda kullanılabilmektedir.
Veri yönetimi ile İlgili Uygulamalar Bir işletmede yer alan her türlü süreçte oluşabilecek verilerin toplanması ve süreçlerin gerektiği şekilde yönlendirilmesi Süreç içerisinde yer alan çeşitli makine ve benzeri teçhizat hakkında veri toplanması Toplanan verilerin Referans veriler ile karşılaştırılması İncelenmesi İzlenmesi Raporlanması amacıyla başka bir aygıta aktarılması
PLC nin Ana Birimleri (I) Giriş Birimi Kontrol edilen sisteme ait basınç, seviye, sıcaklık gibi algılayıcılardan gelen sinyaller giriş birimi üzerinden alınmaktadır. Örneğin Herhangi bir metali algılayan Statik elektrik yapısıyla bir cismi hisseden Işığı algılayan optik algılayıcılar gibi İşlem Birimi Giriş Biriminden aldığı bilgiyi kendine verilen programa göre işleyen ve sonucu çıkış bilgisi olarak aktaran ana işlem birimidir.
PLC nin Ana Birimleri (II) Çıkış Birimi Ana işlem birimi giriş verilerini, belirlenmiş programa göre işler, daha sonra çıkış birimi ilgili denetim için gerekli kontrol sinyallerini üretir. Örneğin; Bir motorun çalışmasını sağlama, Bir cismi itme ve çekme, Işık yayma, Alarm verme gibi Programlayıcı Birim İşlem birimi tarafından uygulanacak programların oluşturulduğu birimdir. PLC leri programlamak için genellikle kişisel bilgisayarlar kullanılmaktadır.
PLC nin Ana Birimleri (III)
PLC nin Ana Birimleri (IV)
PLC lerin Avantajları (I) Güvenilirlik Tehlikelere karşı hemen hemen tüm elemanların korunmuş olduğu elektronik birimlerden oluşmaktadır. Fiziksel Büyüklük PLC ler yeteneklerine göre çok küçük ve az yer kaplayan cihazlardır. Bu da her ortamda sorunsuzca kullanılmalarını sağlamaktadır. Maliyet PLC çözümlerinin gerek ilk yatırım maliyetleri gerekse sağladığı üretim kazançları açısından maliyetleri önemsiz kalmaktadır.
PLC lerin Avantajları (II) Ortam Dayanıklılığı PLC ler özellikle endüstriyel ortamlar için tasarlandıklarından bu tip ortamlarda dayanıklılık göstermektedirler. İletişim Kabiliyeti PLC ler kendi aralarında, kişisel bilgisayarlarla, ve diğer akıllı cihazlarla iletişim sağlayabilmektedirler. Kompleks Yapı PLC ler birçok makinenin aynı anda kontrolünü, bellekteki, her iş elemanına ait alt programlar ile yapabilmektedirler.
PLC lerin Avantajları (III) Esneklik PLC programlarında değişiklik kolay ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir. Ayrıca PLC bellekleri arttırılabilir. İşlem Hızı PLC mantıksal ve aritmetik işlemlerden oluşan bir programı oldukça hızlı bir şekilde işletebilmektedir. Görüntüleme Bir PLC programı ve ilgili devrenin çalışması direk olarak monitörden izlenebilmektedir. Ayrıca arıza tarama yapılabilmekte ve geçmiş çalışma durumları sonradan izlenebilmektedir.
PLC ile Elde Edilen Verilerin Değerlendirilmesi PLC sistemlerinde donanımın yanında yönetimi, kontrolü, ve verilerin depolanmasını sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır. Şu an mevcut olan PLC yazılımlarının büyük bir çoğunluğu DOS veya Windows uygulamasıdır. Bu yazılımların WEB tabanlı olarak Internet üzerinde çalışır hale getirilmesi bir çok avantaj sağlayacaktır.
PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim (I) WEB tabanlı PLC yazılımlarının sağlayacağı avantajlar: Uygulamanın her yerden ulaşılabilir olması İstemci bilgisayarlara herhangi bir erişim programı yüklemek gerekmemesi Günümüz teknolojisine uygun olması
PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim (II) İzlenecek adımlar PLC nin gerekli verileri elde etmesi Elde edilen verilerin sunucu bilgisayarlara aktarılması Verilerin sunucu bilgisayarlarda depolanması İstemci bilgisayarların bir arayüz programı ile Internet üzerinden sunucuya erişmesi Bir arayüz programı ile verilerin izlenmesi, sorgulanması, ve raporlanması
PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model (I) Model genel olarak Internet üzerinde yer alan istemciler, Merkezi bir sunucu, Uygulama sunucusu Veritabanı sunucusu Kontrol cihazları (PLC ler), Kontrol edilen iş elemanlarından oluşmaktadır.
PLC Verilerine Internet Üzerinden Erişim için bir Model (II) AP
PLC PC İletişimi Doğrudan bağlantı (RS232, RS485, USB) Doğrudan yerel ağ bağlantısı Modem aracılığı ile geniş alan ağ bağlantısı Kablosuz modem aracılığı ile bağlantı
Doğrudan Bağlantı
Modem Aracılığıyla PLC-PC Bağlantısı
PLC - PC İletişimi PLC sunucuya isteklerini belirli komutlar kullanarak belirtebilmektedir.(*) Örnek komutlar Dosyaya yazma <WRITE [filename]> data data data... data... </> Dosyaya ekleme yapma <APPEND [filename]> data data data... data... </> Dosyadan okuma <READ [filename]> </> * İzleyen örneklerde yer alan komutlar (Triangle Research International) firması PLC lerine aittir
PLC - PC İletişimi Örnek komutlar E-Posta <EMAIL [email address]> Sender: [sender email] Subject: [subject text] data data data... data... </> Zaman bilgisini isteme (Real Time Clock) <READ RTC[ ]></>
PLC PC iletişim Güvenliği En basit güvenlik önlemi iletişimin özel bir ağ kullanılarak sağlanmasıdır. Eğer PLC ile PC arasında iletişim halka açık hatlar üzerinden sağlanıyorsa gönderilecek veriler ve komutlar şifrelenebilir.
Sonuçlar PLC ler üretim hızı ve otomasyonu sağlaması açısından üretime büyük bir ölçüde katkıda bulunmaktadır. PLC ler sıra, hareket, süreç denetimi yapabilmekte ve çok çeşitli verilerin toplanmasında kullanılabilmektedir. PLC verilerinin yönetimini, izlenmesini, sorgulanmasını ve kontrolünü sağlayacak bir yazılıma da ihtiyaç duyulmaktadır. Böyle bir yazılımın WEB tabanlı olarak Internet üzerinde çalışması birçok avantaj sağlayacaktır.
Gelecek Çalışmalar Uygulamanın çeşitli mobil cihazlar erişimini de desteklemesi sistemi daha etkin kılabilir. Mobil cihazlar sayesinde tesisin veya bir makinenin üst düzey yöneticiler tarafından yer ve zamandan bağımsız olarak daha kolay kontrol edilebilmesi, verilerin daha kolay ve hızlı izlenebilmesi sağlanabilir.